Die Baustelle für den „Cube“ – das weltweit erste Carbonbetonhaus – in Dresden. Die kubische „Box“ wurde aus Platten zusammengesetzt, die Roboter im Betonwerk vorgefertigt haben. Der in sich verdrehte zweite Bauabschnitt, der „Twist“, wird hingegen auf der Baustelle gegossen. Foto: Heiko Weckbrodt
Neues leitfähiges Leichtbaumaterial soll künftig auch Parkplätze im Winter eisfrei halten
Dresden, 29. Juli 2021. Der neue Baustoff „Carbonbeton“ aus Dresden ermöglicht nicht nur besonders grazile Architekturen, sondern beherrscht aus sich heraus auch viele andere Raffinessen, die bisher nur mit aufwendigen Zusatzinstallationen realisierbar waren. Darauf haben Experten der TU Dresden hingewiesen. In Zukunft wird demnach das neue Leichtbaumaterial zum Beispiel ganze Wände in Heizungen verwandeln, aber auch Parkplätze und Flughafenflächen im Winter eisfrei halten. Denn statt Stahl enthält das Carbonbeton dünne Kohlenstoff-Fasernetze. Die sind nicht nur stabil, sondern auch leitfähig, und daher als Heizelemente und elektrische Leitungen nutzbar. Dadurch wird der Baustoff selbst zur Heizung und zum Stromnetz. Auch deshalb glaubt Frank Schladitz vom Bauforschungsverbund „C³ – Carbon Concrete Composite“ fest an das noch junge Leichtbaumaterial: „Carbonbeton ist der Megatrend des 21. Jahrhunderts im Bauwesen“, ist er überzeugt.
Carbonnetze ersetzen Stahl als Beton-Bewehrung. Im Hintergrund ist das entstehende Carbonbetonhaus „Cube“ in Dresden zu sehen. Foto: Heiko Weckbrodt
Vom Stahl über die Textilverstärkung zum Carbonbeton
Der neue Baustoff geht auf jahrelange Forschungen im Institut für Massivbau an der TU Dresden zurück. Dort experimentierten die Forscher zunächst mit Textilbeton, schwenkten dann auf Kohlenstofffaser-Netze um. Durch den Ersatz von Stahl durch Carbon fallen alle Rostprobleme weg, vor allem aber sind Carbonbeton-Wände sehr leicht und dünn: Wo sonst Stahlbeton acht Zentimeter breit gegossen wird, reichen mit dem neuen Material zwei bis drei Zentimeter. Mit dem Leichtbaustoff lassen sich wie schwebend wirkende Dächer realisieren, die in Stahlbetonbauweise in sich zusammenbrechen würden. Zudem können zentimeterdünne Carbonbeton-Verstärkungsschichten alte Brücken und denkmalgeschützte Gebäude retten, die aus statischen Gründen mit Stahlbetontechnologie gar nicht sanierbar wären. Unterm Strick gehen die C³-Experten davon aus, dass sich mit Carbonbeton der Materialeinsatz gegenüber Stahlbeton um 80 Prozent reduzieren und die Umweltbilanz der Bauwirtschaft stark verbessern lässt.
Prof. Manfred Curbach leitet das Institut für Massivbau und gilt als einer der Erfinder von Carbonbeton. Foto: Heiko Weckbrodt
Brücke verbreitert, Bayerbau vor Entkernung gerettet
Laut Frank Schladitz haben die C³-Partner mittlerweile über 100 Projekte mit dem neuen Leichtbaustoff realisiert. Carbonbeton hat in seiner Heimatstadt Dresden beispielsweise die Rad- und Gehwege der Carolabrücke verbreitert und die Zwischendecken des Beyerbaus verstärkt – andernfalls hätte das über 100 Jahre alte Uni-Gebäude komplett entkernt werden müssen.
Die Visualisierung zeigt, wie der „Cube“ aus Karbonbeton aussehen soll. Gut zu sehen ist hier die „Twist“ genannte Schale, die organisch von einer Mauer ins Dach übergeht. Visualisierung: C3
Carbonbeton heizt Teeküche und Parkplätze vor dem „Cube“
Das bisher ehrgeizigste Projekt entsteht gleich neben dem TU-Campus am Fritz-Foerster-Platz: Dort entsteht derzeit mit den „Cube“ das weltweit erste Carbonbeton-Haus. „Wir packen da technologisch fast alles hinein, was das Material Neues kann“, berichtet Cube-Oberbauleiter Matthias Tietze. Die Teeküche zum Beispiel werde nach der Fertigstellung durch den Carbonbeton selbst beheizt, ebenso der Parkplatz vor dem Haus. Extravagant ist vor allem die geschwungene Bauform. Sie soll zeigen, was mit dem neuen Material machbar ist. Dabei sammeln die Uni-Forscher und C³-Ingenieure auch Robotik-Erfahrungen: Der kubische Hauptbau wurde von Robotern im Betonwerk Oschatz gegossen, nur der in sich verdrehte komplizierte Twist-Anbau wird vor Ort von Hand gegossen. „Automatisierung ist das nächste große Thema für den Carbonbeton“, skizziert Frank Schladitz die nächsten Entwicklungsschritte. Im März 2022 soll der „Cube“ fertig sein und die ersten Gäste empfangen.
Architektin Marén Kupke. Foto: Heiko Weckbrodt
Bauarbeiter müssen sich an dünnes Material erst noch gewöhnen
Wie gut es gelingt, Carbonbeton auch hochautomatisiert zu verarbeiten, könnte für seinen Markterfolg entscheidend werden. Denn: „Die Verarbeitung des neuen Materials ist noch sehr aufwendig“, erklärt Cube-Architektin Marén Kupke, die seinerzeit schon an den schwimmenden „Autartec“-Häusern beteiligt war und insofern Erfahrung mit innovativen Bauweisen hat. Die meisten Bauarbeiter seien eher mit hartem Stahl und dickem Beton vertraut als mit dünnen Carbonwände. „An das neue Material müssen sie sich erst gewöhnen.“ Insofern bleibe abzuwarten, ob in Zukunft wirklich massenhaft ganze Häuser wie der „Cube“ daraus gebaut werden. „Aber als Verstärkungsmaterial für alte Brücken und Gebäude ist Carbonbeton ideal und wird sich bestimmt durchsetzen.“
Autor: Heiko Weckbrodt
Quellen: Vor-Ort-Besuch auf der Cube-Baustelle, TUD, Oiger-Archiv
Zum Weiterlesen:
Autartec: Fraunhofer IVI arbeitet an autarken Schwimmhäusern
In Dresden entsteht weltweit erstes Carbonhaus
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